基礎設施快速檢測是城市軌道交通運營安全的重要保障。針對既有軌道交通列車運行控制系統(tǒng)列車定位精度低、無法滿足自動巡檢車需求的難題,本論文設計了一種基于多傳感器融合的車載高精度實時定位技術�？梢詫崿F(xiàn)厘米級定位精度,為巡檢車自動駕駛及動態(tài)檢測數(shù)據(jù)高精度定位提供支持。為修正因車體蛇形、空轉(zhuǎn)和打滑造成的里程累計誤差,以及能夠?qū)崿F(xiàn)巡檢車各項檢測系統(tǒng)采集的線路數(shù)據(jù)保持時空同步,確保采集信息有意義,本文設計了一種基于多傳感器融合的定位技術,然后給出了定位系統(tǒng)的總體方案設計,主要包括系統(tǒng)硬件設計和高精度定位算法。系統(tǒng)硬件設計包括傳感器選型、各功能模塊組成以及工作原理,算法設計基于多傳感器融合,由初始定位和實時定位兩部分組成,定位算法也是本論文的主要創(chuàng)新點,并規(guī)定了系統(tǒng)預期的各級定位精度以及實現(xiàn)隧道現(xiàn)場實時定位的要求。為了能實現(xiàn)檢測車的實時定位,本文搭建了一個高效可靠,能夠?qū)崟r采集與數(shù)據(jù)處理的硬件平臺,在實驗室已有定位系統(tǒng)基礎上優(yōu)化并新增了傳感器;主要設計了輪軸計數(shù)器和激光位移器的數(shù)據(jù)采集模塊,包括與FPGA的接口設計以及內(nèi)部采集邏輯電路設計;最后編寫了各傳感器采集板卡對應的軟件驅(qū)動及各函數(shù)調(diào)用詳解。高精... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３廣州地鐵隧道現(xiàn)場??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??

取的各項數(shù)據(jù)有一個時空同步的統(tǒng)一基準。??趣國??圖１－１人工靜態(tài)檢測?圖１－２智能巡檢車??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｎｕａｌ?ｓｔａｔｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｖｅｈｉｃｌｅ??本論文依托廣州地鐵隧道檢測項目，研發(fā)出符合地鐵隧道現(xiàn)場的高精確自主??定位系統(tǒng)。利用定位系統(tǒng)的多傳感器融合采集的同步數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)在龐大地鐵線??路任意位置的檢測車高精度實時定位，研宄數(shù)據(jù)融合算法進行匹配與對位，實現(xiàn)??自主檢測時各傳感器檢測參數(shù)的時空同步，并對線路基礎設施進行實時檢測與預??警分析。最終應可以在隧道現(xiàn)場達到ｌ〇ｃｍ的定位精度，并可以對地鐵整條隧道線??路的基礎設施進行實時檢測。??Ｗｍ??圖１－３廣州地鐵隧道現(xiàn)場??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??目前，高精度列車自主定位技術主要應用在高速鐵路綜合檢測車上［８＿１（）］。且定??位方法都是結(jié)合里程計和地面查詢應答器為主，輔以全球定位系統(tǒng)、多普勒雷達、??線路特征匹配等方法［１＿７］

?取的各項數(shù)據(jù)有一個時空同步的統(tǒng)一基準。??趣國??圖１－１人工靜態(tài)檢測?圖１－２智能巡檢車??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｎｕａｌ?ｓｔａｔｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｖｅｈｉｃｌｅ??本論文依托廣州地鐵隧道檢測項目，研發(fā)出符合地鐵隧道現(xiàn)場的高精確自主??定位系統(tǒng)。利用定位系統(tǒng)的多傳感器融合采集的同步數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)在龐大地鐵線??路任意位置的檢測車高精度實時定位，研宄數(shù)據(jù)融合算法進行匹配與對位，實現(xiàn)??自主檢測時各傳感器檢測參數(shù)的時空同步，并對線路基礎設施進行實時檢測與預??警分析。最終應可以在隧道現(xiàn)場達到ｌ〇ｃｍ的定位精度，并可以對地鐵整條隧道線??路的基礎設施進行實時檢測。??Ｗｍ??圖１－３廣州地鐵隧道現(xiàn)場??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??目前，高精度列車自主定位技術主要應用在高速鐵路綜合檢測車上［８＿１（）］。且定??位方法都是結(jié)合里程計和地面查詢應答器為主，輔以全球定位系統(tǒng)、多普勒雷達、??線路特征匹配等方法［１＿７］

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]鐵路隧道運營狀態(tài)評估及病害整治措施[J]. 俞翰斌,馬偉斌.  中國鐵路. 2013(07)
[5]基于改進H~∞濾波算法的列車組合定位方法研究[J]. 高漸強,顧桂梅.  城市軌道交通研究. 2013(03)
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[8]三維激光掃描技術在隧道橫縱斷面測量中的應用研究[J]. 夏國芳,王晏民.  北京建筑工程學院學報. 2010(03)
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博士論文
[1]軌道交通線路幾何安全狀態(tài)動態(tài)檢測技術研究[D]. 余祖俊.北京交通大學 2008

碩士論文
[1]基于FPGA和PCI總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設計[D]. 王金銳.武漢理工大學 2013
[2]路軌兩棲綜合檢測車精確定位與綜合同步系統(tǒng)研究[D]. 李寅.北京交通大學 2011
[3]融合攝影測量與激光掃描技術的隧道全斷面高速動態(tài)檢測技術研究[D]. 郭一詩.北京交通大學 2011
[4]車載式線路全斷面檢測系統(tǒng)研究[D]. 劉玉.北京交通大學 2010
[5]基于圖像傳感器的隧道變形監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 廖凱.電子科技大學 2009
[6]車載線路全斷面檢測及管理信息系統(tǒng)研究[D]. 楊婭楠.北京交通大學 2008
[7]基于USB和FPGA技術的高性能數(shù)據(jù)采集模塊的設計與實現(xiàn)[D]. 梁穎.四川大學 2005



本文編號：2924687